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天舟一號首飛掀開中國載人航太發展新一頁

肖可 中國網時事評論員

4月20日19時41分,我國首艘貨運飛船“天舟一號”發射升空。天舟一號是我國自主研製的首艘貨運飛船,將與天宮二號空間實驗室完成交會對接,實施推進劑在軌補加,突破和掌握推進劑在軌補加等關鍵技術。天舟一號將使中國具備向在軌運作航太器補給物資、補加推進劑的能力,將為確保未來中國空間站在軌長期載人飛行提供關鍵支撐。天舟一號的首飛,將揭開我國載人航太工程空間實驗室飛行任務收官之戰的序幕,為空間站階段任務奠定堅實基礎。

首次挑戰“零窗口”發射

由於此次發射天舟一號飛船要和天宮二號空間實驗室實現交會對接,對發射精度要求很高,因此此次發射將採用“零窗口”發射,即發射窗口是一個確定時間點,一秒都不能差。這也是海南發射場首次挑戰“零窗口”發射,對於火箭和發射場系統可靠性提出了很高要求,要求各系統協調配合,精準操控、精確決策,確保飛船能夠準時成功入軌。因為“零窗口”發射,所以火箭組成需要複雜的系統,發射前的操作流程也非常複雜。在發射過程中任何一個環節出了問題,都會為“零窗口”發射中造成很大困難。除火箭本身的原因外,海南多雨的天氣也成為影響火箭零窗口發射的重要因素。設計人員在研製長征七號運載火箭之初,就為其增加了“防雨防水”這項本領,使它成為我國第一款能在中雨條件下發射的運載火箭,保證了在惡劣天氣下也能實現零窗口發射的能力。

現役運載能力最強貨運飛船

天舟一號採用兩艙構型,由貨物艙和推進艙組成,總長10.6米,艙體最大直徑3.35米,太陽帆板展開後最大寬度14.9米,起飛重量約13噸,載荷運送能力約6噸,推進劑補加能力約2噸,載貨比達到0.48,具備獨立飛行3個月能力,運載能力躋身世界前列。俄羅斯“進步”號貨運飛船貨艙容積為6.6立方米,運載能力2.6噸,並可進行在軌推進劑補加服務。歐洲“自動轉移飛行器”貨運飛船全長10米,最大直徑4.5米,重量約10噸,運貨能力可達7.6噸,是迄今運載能力最大的貨運飛船,從2008年起到2014年共發射了5個,但目前已經停止建造。美國“龍”貨運飛船長5.9米,最大直徑3.7米,其運送載荷最大品質6噸,返回載荷最大品質3噸。總體來説,天舟一號運載能力居於前列,而在現役貨運飛船中其運載能力是最大的。

首次實施“太空加油”任務

此次任務天舟一號將與天宮二號空間實驗室完成交會對接,首次實施推進劑在軌補加,突破和掌握推進劑在軌補加等關鍵技術。近地軌道運作的航太器都會由於空氣阻力而“掉高度”,如果不能維持高度,其在軌壽命將比較有限。這需要火箭發動機適時啟動以維持軌道高度,但是其攜帶的燃料有限,這就為被稱為“太空加油”的在軌推進劑補加技術提出了需求。目前掌握推進劑在軌補加技術的只有美、俄兩國,此次天舟一號的一個重要使命就是驗證這項技術,這也是決定中國未來空間站能否順利發展的關鍵技術之一。為此,先期發射入軌的天宮二號安裝了一套全新的補加系統,其補加原理類似于油管與油槍的對接,不過精度和密封性要求非常高。

首個實現天地一體化網際網路絡的航太器

天舟一號使用了多項通信新技術,包括網路接入技術、網路交換技術及高清圖像傳輸技術,這些技術成功構建了一個標準化、高速、大容量的開放性網路平臺。天舟一號貨運飛船將是首個實現天地一體化網際網路的航太器。天地一體化就是航太員在太空中使用網際網路,上網感受和在家是一樣的。為了達到這樣的效果,科研人員在天舟一號上安裝了最新研製的乙太網交換機,這就相當於給太空裏的飛船開通了百兆寬頻。更快的網際網路訪問速度,不僅支援船內高清視頻、大批量載荷數據傳輸,還可以無縫接入天宮二號空間站網路,天舟一號也成為推動數據傳輸跨入千兆比特高速時代的第一種航太器。

為後續空間站任務奠定堅實基礎

我國載人航太工程實施“三步走”發展戰略,第一步為載人飛船階段,第二步為空間實驗室階段,第三步為空間站階段。當前第二步戰略已進入最後的關鍵階段——空間補給技術的驗證,將由天宮二號間實驗室、天舟一號貨運飛船和長征七號運載火箭共同完成。此次天舟一號發射,標誌著我國已正式啟動載人航太“三步走”戰略第二步的收官之戰,將為後續空間站階段奠定堅實基礎。

http://opinion.china.com.cn/opinion_61_163461.html

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